lc正弦波振蕩電路的定義和計算公式以及電路分析

　　LC振蕩電路的定義

　　LC振蕩電路，是指用電感L、電容C組成選頻網絡的振蕩電路，用於產生高頻正弦波信號，常見的LC正弦波振蕩電路有變壓器反饋式LC振蕩電路、電感三點式LC振蕩電路和電容三點式LC振蕩電路。LC振蕩電路的輻射功率是和振蕩頻率的四次方成正比的，要讓LC振蕩電路向外輻射足夠強的電磁波，必須提高振蕩頻率，並且使電路具有開放的形式。

　　LC正弦波振蕩電路的構成與RC正弦波振蕩電路相似，包括有放大電路、正反饋網絡、選頻網絡和穩幅電路。這裡的選頻網絡是由LC並聯諧振電路構成，正反饋網絡因不同類型的LC正弦波振蕩電路而有所不同。

　　LC並聯振蕩迴路的選頻特性

　　諧振現象：對於具有電感和電容元件的電路中，電路兩端的電壓與其中的電流一般是不同相的，若我們調節電路的參數或電源的頻率而使它們同相，這是電路就發生了諧振現象。

　　LC並聯諧振電路如左圖所示。圖中電阻表示電感和迴路的等效總損耗電阻，其值一般很小。

　　

　　電路等效阻抗

　　

　　上式中R較小，通常忽略不計。

　　1.諧振頻率f0

　　電路諧振時：

　　2. 諧振阻抗 Z0

　　

　　3. 迴路品質因數 Q

　　諧振時電感支路電流或電容支路電流與總電流之比，稱為並聯諧振電路的品質因數

　　

　　4. 頻率特性

　　

　　

　　由圖可見，當該電路由恆流源供電，當電源為某一頻率（）時電路發生諧振，電路阻抗最大，電流通過時在電路兩端產生的電壓也是最大。當電源為其他頻率時電路不發生諧振，阻抗較小，電路兩端的電壓也較小。這樣就起到了選頻的作用。

　　

　　5. 並聯諧振的特點 當Q》》1時，在LC諧振迴路中，

　　

　　說明電容支路的電流幅度與電感支路的幅度值近似相等，諧振迴路的輸入電流很小，也就是說諧振迴路的外界影響可以忽略。故Q越大，受外界影響越小，選頻特性越好。

　　結論：（1）LC並聯電路具有選頻特性。

　　（2）電路品質因數Q愈大，則幅頻特性越尖銳，即選頻特性越好

　　（3）諧振頻率的數值與電路參數有關，當Q》》1時，

　　變壓器反饋式 LC 振蕩電路

　　變壓器反饋式振蕩電路如下圖所示，圖中L、Lf組成變壓器，其中L為一次側線圈電感， Lf為反饋線圈電路，用來構成正反饋。組成並聯諧振迴路， L、C作為放大器的負載，構成選頻放大器.RB1、RB2和RE為放大器的直流偏置電阻，CB為耦合電容，CE為發射極旁路電容，對振蕩頻率而言，這些容抗很小可看成短路。

　　

　　振蕩條件

　　（1）相位平衡條件：為滿足相位平衡條件，變壓器的初、次級之間同名端必須正確連接。如圖所示，設某一瞬間基極對地信號電壓為正極性「＋」，由於共射電路的倒相作用，集電極的瞬時極性「－」，即A＝180°。

　　當頻率為f 0時：LC迴路的諧振阻抗是純電阻性，由圖中L及Lf的同名端可知，反饋信號與輸出電壓極性相反，於是A＋B＝360°，保證了電路的正反饋，滿足振蕩的相位條件。

　　當頻率不為f 0時：LC迴路的阻抗不是純電阻性，而是感性或容性阻抗，此時LC迴路對信號會產生附加相移，造成A＋B≠360°，不能滿足相位平衡條件，電路也不可能產生振蕩。由此可見，LC振蕩電路只有在f 0這個頻率上，才有可能產生振蕩。

　　（2）振幅條件：為了滿足振幅平衡條件AF≥1，對電晶體的β值有一定要求，一般只要β值較大，就能滿足振幅平衡條件，反饋線圈匝數越多，耦合越強，電路越容易起振。

　　電路優缺點

　　（1）易起振，輸出電壓較大。由於採用變壓器耦合，易滿足阻抗匹配的要求。

　　（2）調頻方便，一般在LC迴路中採用接入可變電容器的方法來實現，調頻範圍較寬，工作頻率通常在幾兆赫左右。

　　（3）輸出波形不理想。由於反饋電壓取自電感兩端，它對高次諧波的阻抗大，反饋也強，因此在輸出波形中含有較多高次諧波成份。

　　二、三點式LC振蕩電路

　　電感三點式振蕩電路

　　圖中三極體V構成共發射極放大電路，電感L1、L2和電容C構成正反饋選頻網絡。諧振迴路的三個端點①、②、③，分別與三極體的三個電極相接，反饋信號取自電感線圈L2兩端電壓，故稱為電感三點式振蕩電路，也稱為電感反饋式振蕩電路。

　　

　　振蕩條件分析

　　（1）相位條件：設基極瞬間極性為正，由於放大器的倒相作用，集電極電位為負，則電感的①端為負，②端為公共端，③端為正，各瞬時極性如圖所示。反饋電壓由③端引至三極體的基極，故為正反饋，滿足相位條件。

　　（2）幅度條件：從圖可以看出，反饋電壓取自電感L2的兩端，並通過CB的耦合後加到電晶體的b、e間的，所以改變線圈抽頭的位置，即改變L2的大小，就可以調節反饋電壓的大小，當滿足｜AF｜》1時，電路便可起振。

　　．電路的優缺點

　　（1）由於L1和L2之間的耦合很緊，故電路易起振，輸出幅度大。

　　（2）調頻方便，電容C若採用可變電容器，就能獲得較大的頻率調節範圍。

　　（3）由於反饋電壓取自電壓L2的兩端，它對高次諧波的阻抗大，反饋也強，因此在輸出波形中含有較多的高次諧波成份，輸出波形不理想。

　　電容三點式振蕩電路

　　圖中三極體V構成共發射極放大電路，電容C1、C2和電感L構成正反饋選頻網絡。諧振迴路的三個端點①、②、③，分別與三極體的三個電極相接，反饋信號取自電容C2兩端電壓，故稱為電容三點式振蕩電路，也稱為電容反饋式振蕩電路。

　　

　　振蕩條件分析

　　（1）相位條件：設基極瞬間極性為正，由於放大器的倒相作用，集電極電位為負，則電容的①端為負，②端為公共端，③端為正，由於②端接地，各瞬時極性如圖所示。反饋電壓由③端引至三極體的基極，故為正反饋，滿足相位條件。

　　（2）幅度條件：從圖可以看出，反饋電壓取自電容C2的兩端，並通過CB的耦合後加到電晶體的b、e間的，所以改變兩個電容C1、C2的大小，就可以調節反饋電壓的大小，當滿足｜AF｜》1時，電路便可起振。

　　電路的優缺點

　　（1）容易起振，振蕩頻率高，可達100MHz以上。

　　（2）輸出波形較好。這是由於C2對高次諧波的阻抗小，反饋電路中的諧波成份少，故振蕩波形較好。

　　（3）調節頻率不方便。因為C1、C2的大小既與振蕩頻率有關，也與反饋量有關，改變C1（或C2）時會影響反饋係數，從而影響反饋電壓的大小，造成工作性能不穩定。

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